Prova-2

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Universidade do Estado de Santa Catarina – UDESC
Centro de Educação da Foz do Itajaí – CESFI
Departamento de Engenharia de Petróleo – EPET
Professor: Oséias Pessoa
Disciplina: Mecânica dos Fluidos
Acadêmico(a):
Verificação de Aprendizagem
Instruções
Justifique todas as respostas das questões de 1 a 10.
Para as questões de 11 a 14, a resolução devem conter as justificativas de todas as
aproximações.
Todas as relações físicas usadas devem ser citadas de acordo com o livro texto (FOX).
1) (0,2 Pontos) Para um fluido em repouso:
a. A tensão de cisalhamento depende do coeficiente de viscosidade.
b. A tensão de cisalhamento é máxima para um plano inclinado a 45o com a
horizontal.
c. A tensão de cisalhamento é zero.
d. A tensão de cisalhamento é zero apenas no plano horizontal.
2) (0,2 Pontos) As tensões normais tem a mesma magnitude em todas as direções para
um ponto no fluido
a. Apenas quando o fluido não tem atrito.
b. Apenas quando o fluido está em repouso.
c. Apenas quando não há tensão de cisalhamento.
d. Em todos os casos de movimento de fluido.
3) (0,2 Pontos) A altura piezométrica (head piezometric) de um fluido estático
a. Permanece constante apenas num plano horizontal.
b. Aumenta linearmente com a profundidade abaixo da superfície livre.
c. Permanece constante em todos os pontos do fluido.
d. Diminui linearmente com a profundidade abaixo da superfície livre.
4) (0,2 Pontos) Para um plano inclinado submerso em um líquido o centro de pressão do
fluido em um dos lados do plano será
a. Acima da borda superior da área.
b. Verticalmente abaixo do centro de gravidade.
c. Abaixo do centro de gravidade.
d. No mesmo plano horizontal do centro de gravidade.
5) (0,2 Pontos) Uma placa triangular equilátera está imersa na água como mostra a figura
abaixo. O centro de pressão abaixo da superfície está a uma profundidade de
 
a.
3h
4
b.
h
3
c.
2h
3
d.
h
2
6) (0,2 Pontos) Uma placa circular de diâmetro D está submersa na água
verticalmente de modo que o topo superior está justamente tangenciando a superfície
da água. O centro de pressão da placa estará abaixo da superfície da água a uma
profundidade de:
a.
5D
8
b.
11D
16
c.
2D
3
d.
3D
4
7) (0,2 Pontos) Um líquido estacionário tem a densidade estratificada da pela relação
ρ0 (1+h) onde h é a profundidade abaixo da superfície livre. Para uma
profundidade h neste líquido a pressão p além do termo conhecido ρ0gh
é:
a. ρ0gh
b. ρ0g h
2
c.
ρ0gh
3
3
d.
ρ0gh
2
2
8) (0,2 Pontos) Uma superfície curva é submersa num fluido estático. A componente
horizontal da força de pressão é igual a:
a. A força de pressão na projeção horizontal da superfície.
b. Produto da superfície pela pressão do centro de gravidade.
c. Força de pressão na projeção vertical da superfície.
d. Peso do líquido contido entre a superfície curva e da superfície líquida.
9) (0,2 Pontos) Um objeto hemisférico oco de diâmetro D está imerso na água com
sua superfície plana coincidindo com a superfície livre. A componente vertical da força
F v na superfície curva é dada por:
a.
3
8
γπ D3
b.
1
12
γπ D3 
c.
1
24
γπ D3
d. Zero
10) (0,2 Pontos) O centro de flutuabilidade de um corpo submerso
a. Coincide com o centro de gravidade do corpo
b. Coincide com o centroide do volume do fluido deslocado
c. Esta sempre abaixo do centro de gravidade do corpo
d. Esta sempre abaixo do centroide do volume deslocado do líquido.
11) (2,0 Pontos) Uma placa circular de diâmetro D está submersa em um líquido de
densidade relativa γ ( γ<1 ) com o plano fazendo um ângulo de θ com a
horizontal. O centro da placa está a uma profundidade h abaixo da superfície livre.
Calcule a força total em um lado da placa e a localização do centro de pressão em
função das informações dadas. 
12) (2,0 Pontos) Um canto de um tanque de água tem um formato de um quadrante de um
círculo de raio R . A superfície da água está a 2R acima do centro da curvatura,
conforme mostra a figura abaixo. A largura do tanque é w . Calcule a magnitude e a
direção da força total exercida pela água na superfície curva, em termos da massa
específica da água ρ , da aceleração da gravidade g e das informações
geométricas dadas.
13) (2,0 Pontos) A equação denominada Teorema de Transporte de Reynolds, é dada por,
dN
dt |sistema= ∂∂t∫vc
.
ηρdV +∫
sc
.
ηρ v⃗°d A⃗ .
Essa equação relaciona a grandeza física N aplicada a um sistema (lado esquerdo)
com a aplicada a um volume de controle (la
o direito). Explique a necessidade dessa equação para a mecânica dos fluidos e dê o
significado, com suas palavras, de cada termo. Aplique para uma grandeza física
específica e verifique se o significado dado anteriormente está de acordo com a
interpretação física para a grandeza escolhida. Identifique a diferença nos termos da
visão Lagrangiana da Euleriana.
14) (2,0 Pontos) Aplique o teorema de transporte de Reynolds para o momento linear e
angular, explicando as aproximações necessárias, para um jato fino de largura w e
espessura h que incide sobre uma placa plana estacionária, conforme mostra a
figura abaixo. A força resultante do jato sobre a placa não atua na linha que passa pelo
ponto O . Determine o módulo e a linha de ação da força resultante como funções
de θ . Despreza quaisquer efeitos viscosos e escolha o volume de controle de modo
a desprezar tensões de cisalhamentos.